Zebravisjes (afb: WikiMedia Commons)
Een nieuwe studie moet meer duidelijkheid brengen welke cellen betrokken zijn bij het herstel van het ruggenmerg van het zebravisje. In een onverwachte bevinding toonden de onderzoeksters aan dat overleving en aanpassingsvermogen van de afgesneden neuronen zelf vereist zijn voor volledige regeneratie van het ruggenmerg. Verrassend genoeg spelen stamcellen die in staat zijn nieuwe neuronen te vormen daarbij een aanvullende rol.Zebravisjes behoren tot een zeldzame groep gewervelde dieren die in staat zijn een doorgesneden ruggenmerg volledig te genezen. Een duidelijk beeld van hoe herstel plaatsvindt, zou aanwijzingen kunnen geven voor strategieën om ruggenmergletsels bij mensen te genezen. Dergelijke verwondingen kunnen verwoestend zijn en permanent verlies van gevoel en beweging veroorzaken.
Anders dan bij ruggenmergletsel bij mensen en andere zoogdieren, waarbij beschadigde neuronen altijd afsterven, veranderen de beschadigde neuronen van de zebravis hun cellulaire functies aanzienlijk als reactie op een verwonding. Dat gebeurt allereerst om te overleven en vervolgens om een nieuwe, centrale rol op zich te nemen bij het orkestreren van het herstel, ontdekten de onderzoekers. Het was bekend dat zenuwcellen van zebravisjes een dwarslaesie overleven, maar nu wordt ook duidelijker hoe dat gebeurt.
“We ontdekten dat de meeste, zo niet alle, aspecten van neuraal herstel die we bij mensen proberen te bereiken, van nature voorkomen bij zebravissen”, zegt hoofdauteur Mayssa Mokalled van de universiteit van de staat Washington. “We zagen dat er direct na een verwonding sterke neuronale beschermings- en reparatiemechanismen in gang worden gezet. We denken dat deze beschermende mechanismen ervoor zorgen dat neuronen de beschadiging kunnen overleven en vervolgens een soort spontane plasticiteit kunnen aannemen die het visje de tijd geeft om nieuwe neuronen te genereren voor volledig herstel. Onze studie heeft genetische doelen geïdentificeerd die ons zullen helpen dit soort plasticiteit in de cellen van mensen en andere zoogdieren te bevorderen.”
Door de veranderende rollen van verschillende celtypen die betrokken zijn bij het herstel in kaart te brengen, ontdekten Mokalled en de haren dat de flexibiliteit van de overlevende beschadigde neuronen en hun vermogen om zich onmiddellijk te herprogrammeren na beschadiging, de keten van gebeurtenissen leiden die nodig zijn voor de herstel van het ruggenmerg. Als deze schadeoverlevende neuronen worden uitgeschakeld, krijgen zebravissen hun normale zwemvermogen niet terug, ook al zijn er stamcellen aanwezig.
Wanneer de lange zenuwbedrading van het ruggenmerg bij mensen en andere zoogdieren wordt verbrijzeld of doorgesneden, veroorzaakt dat een reeks vergiftigingen die de neuronen doden en de omgeving van het ruggenmerg ongeschikt maken voor herstel.
Toxiciteit
Deze neuronale toxiciteit zou een verklaring kunnen zijn voor het mislukken van pogingen om stamcellen te gebruiken om ruggenmergletsels bij mensen te behandelen. Je zou je niet moeten richten op herstel door stamcellen, maar op het redden van de gewonde neuronen, is de diagnose van de onderzoeksters.
“Neuronen op zichzelf, zonder verbindingen met andere cellen, overleven niet”, zegt Mokalled. “Bij het zebravisje denken we dat doorgesneden neuronen de stress van een blessure kunnen overwinnen, omdat hun flexibiliteit ze helpt nieuwe verbindingen te maken vlak na de beschadiging. Dat lijkt een tijdelijk mechanisme dat tijd koopt, neuronen beschermt tegen de dood en het systeem in staat stelt zenuwverbindingen te behouden.”
Het lijkt er op dat dit vermogen sluimerend aanwezig is in zenuwcellen van zoogdieren, dus dit kan volgens de onderzoeksters een route zijn naar nieuwe therapieën. Mokalled: “We hebben goede hoop dat het identificeren van de genen die dit beschermende proces bij zebravisjes regisseren – waarvan versies ook aanwezig zijn in het menselijk genoom – ons zal helpen manieren te vinden om neuronen bij mensen te beschermen tegen de celdood die we ook zien na herseninfarcten, verwondingen aan de navelstreng e.d.” Dat wil overigens niet zeggen dat dat een simpele klus is. Het herstel van het ruggenmerg is uiterst complex.
Bron: Science Daily